Лабораторные-САПР / KiCAD. Методические указания по выполнению лабораторных работ

Рассмотрено на заседании кафедры автоматики и телемеханики

протокол № 6 от " 31 " января 2012 г.

Зав. кафедрой________________А.А. Фомичев

Лабораторная работа №1

Создание принципиальной схемы электронного

устройства

1. Цель работы и оборудование

Создание схемных элементов и принципиальной схемы электронного устройства графическим редактором принципиальных схем EeSchema,

проверка цепей и соединений схемы средством Schematic ERC,

формирование списка цепей и элементов схемы средством Netlist Generator.

2. Задание для подготовки

∙Изучите начальные сведения о системе KiCAD;

∙Изучите команды редактора принципиальных электрических схем

EeSchema;

∙Изучите пример создания схемного элемента.

3. Порядок выполнения работы

Создание проекта.

Лучше всего для каждого проекта использовать раздельные папки; в

противном случае система может сбиться с толку, если файлы из разных проектов будут лежать в одной папке. Проделайте следующие шаги:

∙Создайте папку с любым названием

∙Запустите программу KiCad

∙Создайте проект (project)

На панели инструментов KiCad выберите левую иконку с подсказкой

"Создать новый проект" ("Start a new project") или используйте команду меню "Файл>Новый проект" ("File>New").

В диалоге "Создать файлы проекта" ("Create Project files") введите имя проекта и, используя опцию "Обзор других папок" ("Browse for other folders"), выберите только что созданную папку.

Сохраните проект кнопкой "Сохранить" ("Save"). В папке появится файл

.pro, содержащий установки вашего проекта.

В правой части панели имеются четыре большие кнопки запуска компонентов KiCad. Слева направо, это:

∙EeSchema - Редактор принципиальных схем (Schematic Editor)

∙Cvpcb - Программа указания компонентам модулей (Components to modules)

∙Pcbnew - Редактор печатных плат (Board editor)

∙GerbView - Программа просмотра фотошаблонов (Gerber viewer)

Создание принципиальной схемы в EeSchema.

Запустите редактор принципиальных схем, нажав на панели KiCad

большую кнопку EeSchema.

При первом запуске EeSchema стартует с новым проектом и показывает предупреждение, что файла схемы еще нет. Просто нажмите ОК.

На правом краю окна редактора схем есть вертикальная панель инструментов, которые и будем использовать для рисования схемы. Этими

инструментами можно выбирать объекты, размещать компоненты, вводить связи и т.д.

Если имеется готовая библиотека элементов, то для того, чтобы добавить элементы на схему, можно использовать инструмент "Добавить компоненты" (Place a component). В нашем случае, сначала необходимо будет создать библиотеку элементов, а потом уже из нее добавить компоненты на схему.

Для создания собственной библиотеки на панели инструментов

EESchema выберите пиктограмму Library Editor (Редактор библиотек). В

появившемся окне на панели инструментов выберите пиктограмму Create a new Library (Создать новую библиотеку), после чего выберите ей имя и нажмите кнопку Сохранить. Если пиктограмма Library Editor не активна, то сначала необходимо создать схемный компонент, а потом уже создать библиотеку.

Замечание: для работы с собственной библиотекой, после создания ее необходимо добавить в список библиотек KiCAD. В редакторе принципиальных электрических схем EeSchema выберите меню

"Настройки>Библиотека" ("Options>Library"). В появившемся окне нажмите кнопку "Добавить", выберите файл с созданной библиотекой, используя опцию "Обзор других папок" ("Browse for other folders"), и нажмите на кнопку "Открыть".

Для создания схемного элемента выберите пиктограмму New Component. В появившемся окне в поле Name задайте имя схемного элемента, а в поле Reference (Ссылка) задайте букву обозначения элемента на схеме.

В зависимости от схемного элемента выбирайте необходимые пиктограммы на вертикальной панели рисования:

∙Add Rectangles - для рисования прямоугольников;

∙Add Circles - для рисования кругов;

∙Add Arcs - для рисования дуг окружностей;

∙Add Lines and polygons - для рисования линий;

∙Delete items - для удаления нарисованных фигур;

∙Add Pins - для добавления контактов.

При добавлении контактов в появившемся окне необходимо указать в поле Pin Name - название контакта, в поле Pin Num - номер контактов

(упаковочная информация), а в поле Electrical Type указать тип контакта:

∙Input - входной;

∙Output - выходной;

∙3 States - с тремя состояниями;

∙Passive - входо-выходной;

∙Open Coll - коллектор;

∙Open Emit - эмиттер.

Например:

∙транзистор имеет контакты: B(Input), K(Open Coll), E(Open Emit);

∙сопротивление имеет контакты: A(Passive), B(Passive);

∙емкость имеет контакты: <+> A(Input), <-> B(Output);

∙диод имеет контакты: <+> A(Input), <-> B(Output).

После того, как элемент будет нарисован, необходимо нажать на пиктограмму Edit Component Properties (Редактировать свойства компонента)

на горизонтальной панели задач. В появившемся окне можно редактировать свойства нарисованного компонента. Перейдите к вкладке Footprint Filter и

нажмите на кнопку "Добавить", после чего в появившемся поле введите информацию о посадочном месте.

После ввода необходимой информации, нажмите на пиктограмму Save Current Component into current loaded library, что приведет к сохранению компонента в текущую библиотеку.

Повторите процедуру создания, рисования и ввода информации для остальных схемных элементов, нажимая для каждого последующего компонента на пиктограмму New Component. После создания всех элементов,

закройте окно редактирования библиотеки компонентов.

В редакторе принципиальных схем EeSchema добавьте созданные компоненты из библиотеки нажатием на пиктограмме вертикальной панели инструментов "Добавить компоненты" (Place a component). В появившемся окне нажмите на кнопку "Просмотрщик библиотек" (Library Browser). Далее выберите нужную библиотеку и в ней нужный элемент, после чего нажмите на пиктограмму Insert component in schematic и выбранный компонент добавится на схему.

Проделайте аналогичные операции для добавления остальных созданных элементов из библиотеки на схему.

Начертите принципиальную схему, воспользовавшись теоретическими сведениями о командах редактора принципиальных схем EeSchema, которые приведены в начале сборника лабораторных работ.

Теперь компоненты нуждаются в получении уникальных идентификаторов. Чтобы это сделать щелкните по пиктограмме “Schematic Annotation”.

Нажмите на кнопку "Annotation" и все элементы схемы получат уникальные индексы.

Проверьте созданные схемные элементы на правильность информации о контактах, именах схемных элементов, а также проверьте упаковочную информацию о контактах схемных элементов.

Щелкните по пиктограмме “Schematic Electric Rules Check ( проверка правильности электрических соединений)”. Нажмите кнопку “Test ERC”.

Будет создан отчет, информирующий вас о любых ошибках или предупреждениях, таких как не присоединенные проводники. Вы должны получить 0 Errors и 0 Warnings. Небольшие зеленые стрелки появятся в местах ошибок, если они сделаны. Выберите “Write erc report” и нажмите клавишу “Test ERC” вновь, чтобы получить больше информации об ошибках.

Сформируйте список цепей и элементов схемы, нажав на пиктограмме

"Netlist generation" (Генерация списка цепей). В появившемся окне нажмите кнопку NetList, выберите файл для сохранения списка и нажмите кнопку

"Сохранить".

Завершите работу в программе KiCAD, закрыв все открытые модули

приложения.

4. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1.Цель выполнения лабораторной работы и краткое описание порядка ее выполнения;

2.Принципиальную схему электронного устройства, перечень элементов;

3.Информацию о типах контактов схемных элементов;

4.Упаковочную информацию о контактах схемных элементов;

5.Краткие выводы о выполненном этапе разработки ПП.